Анатомическое обоснование использования внутрикостного доступа
Заключается в признании губчатого вещества кости неотъемлемой частью венозного русла, не спадающейся в любой клинической ситуации.
Внутрикостный доступ (ВКД) альтернативный метод, обеспечивающий венозное введение препаратов или жидкости. В основном используется в военной и догоспитальной медицине и расширяет свое использование в различных ситуациях госпитального звена: отделениях интенсивной терапии, во время сердечно-легочной реанимации, в педиатрической практике.
Историческая справка
История вливаний в венозное русло костей начинается с 1868 года, когда польский профессор Генрих Фердинандович Гойер впервые осуществил наполнение внутрикостных вен трупа краской и наблюдал ее распространение по сосудам вне кости. Он высказал предположение о возможности введения лекарственных растворов в организм через венозное русло костей.
В 1922 г. C. Drinker, врач из Гарвардского университета, исследовал циркуляцию крови в грудине и заключил, что раствор, введенный в костный мозг, быстро всасывается в центральное сосудистое русло, обеспечивая возможность для сосудистого доступа, когда традиционные методы инфузии неприменимы, т.е., внутрикостное пространство (ВКП) было рассмотрено им как неспадающаяся составляющая циркуляторного русла.
В 1928 году Михаил Семёнович Лисицын, хирург, в будущем генерал-майор медицинской службы, главный хирург Краснознамённого Балтийского флота, заслуженный деятель науки РСФСР, доктор медицинских наук, профессор, изучая технику пункции грудины с диагностической целью на 140 трупах, установил связь вен этой кости с общим венозным руслом путем внутригрудинного вливания краски и последующего ее обнаружения во внутренних венах грудной железы и в общем кровотоке.Он предложил использовать венозное русло грудины для введения лекарственных препаратов,
что и осуществил A. Josefson в 1934 году , влив внутрикостно камполон больному с пернициозной анемией.
В 1936 г. Tocantis и O’Neill обнаружили, что при введении 5 мл физиологического раствора в длинную кость кролика лишь 2 мл оказываются на дистальном конце. Из этого самым авторы заключили, что физиологический раствор перешел в системный кровоток. Последующие исследования, подтверждающие внутрикостное поглощение жидкости, включали в себя инъекцию красителя в костномозговую полость, после чего в течение 10 секунд краситель достигал сердца.
Впоследствии метод интрастернальной инъекции был широко использован во время второй мировой войны. В период военных действий американскими военными было задокументировано более чем 4000 случаев внутрикостной (ВК) инфузии, которая стала неотъемлемой частью стандартной практики лечения тяжелораненых.
Тем не менее, практика применения ВК инфузии в послевоенные годы была утеряна.
Николай Иванович Атясов - один из отечественных пионеров научного обоснования и клинического внедрения внутрикостного пути введения лекарственных средств при критических состояниях. В 1966г. защитил докторскую диссертацию «Внутрикостный путь вливаний в травматологии и ортопедии». На основании многолетних экспериментальных исследований и большого количества клинических наблюдений Николаем Ивановичем Атясовым внутрикостный путь рассматривался в качестве полноценного, доступного, нередко предпочтительного, а при обширных ожогах кожных покровов подчас единственно возможного пути вливаний фармакологических средств.
В одной из своих монографий Н.И.Атясов написал, что внутрикостный путь введенийможетнайти применение для трансфузий крови, вливаний различных жидкостей и лекарственных растворов пострадавшим при массовых поражениях, а также при оказании помощи больным в состоянии невесомости в кабине космического корабля.
В 1984 г., американский врач-педиатр James Orlowski применил метод внутрикостной инфузии во время эпидемии холеры в Индии. В его очерке «Полцарства за капельницу», J. Orlowski выступил за применение внутрикостной инфузии у педиатрических пациентов, что в конце 1980-х годов стало стандартом педиатрической практики.
В настоящее время жизненно важная необходимость использования ВКД признана специалистами полевого многопрофильного аэромобильного госпиталя «Защита» Всероссийского Центра медицины катастроф и ФГУ «Государственный центральный аэромобильный спасательный отряд» «Центроспас» МЧС России. На сегодняшний день они являются лидерами применения ВКД в РФ, используя ВКД не только как способ быстрого восполнения объёма циркулирующей крови, но и как эффективный способ лечения открытых инфицированных переломов конечностей при техногенных катастрофах при большом количестве пораженных (например: ночной пожар в Перми в ночном клубе «Хромая лошадь» в 2009 г., землетрясение на о. Суматра в 2009 г., землетрясение на о. Гаити в 2010 г., в Чили в 2010 г. и др.) (http://www.centrospas.ru). Каких-либо осложнений специалистами вышеуказанных организаций зафиксировано не было.
Общее строение трубчатой кости
На примере большеберцовой кости.
Основные элементы строения, интересующие нас в разбираемом вопросе как ориентиры для ВКД:
Длинная трубчатая кость
Проксимальный эпифиз - (бугристость большеберцовой кости, место прикрепления сухожилия 4-х главой мышцы бедра в виде связки надколенника)
Дистальный эпифиз - (медиальная лодыжка)
Диафиз с полостью – (питательное отверстие)
Строение трубчатой кости как органа
Строение кости особенно наглядно видно на продольном распиле длинной кости. Различают плотный наружный слой (компактное вещество) и внутренний (губчатый) слой (substancia spongiosa). В то время как плотный наружный слой характерен для длинных костей и особенно заметен на теле кости (диафизе), губчатый слой в основном находится внутри ее концов (эпифизов). Трубчатая кость как орган в основном построена из пластинчатой костной ткани, кроме эпифизов.
Кроме суставных поверхностей, покрытых хрящом, снаружи кость покрыта периостом - надкостницей. Надкостница - тонкая прочная соединительнотканная пластинка, тесно прилегающая к поверхности кости, и выполняющая защитную и трофическую функции, а также обеспечивающая рост (в толщину) и регенерацию кости. Через питательные отверстия надкостницы и питательные каналы в костное вещество проникают артерия, нервные волокна и выходит вена.
Состоит надкостница из двух слоев: наружного – построенного из плотной соединительной ткани, к нему прикрепляются своими сухожилиями мышцы и связки, и внутреннего - росткового, который непосредственно прилежит к костной ткани и является источником клеток при регенерации костной ткани. За счет внутреннего слоя надкостницы образуются молодые костные клетки (остеобласты), откладывающиеся на поверхности кости. Внутренний слой хорошо иннервирован, что сказывается на высокой чувствительности надкостницы. С костью надкостница прочно сращена при помощи прободающих коллагеновых шарпеевых волокон, которые заостряясь, уходят вглубь кости. Периост пронизан нервными волокнами и кровеносными сосудами (артериями и венами), соединяющими периост и костную ткань особыми каналами (каналы фолькмана). Начало этих каналов видно на кости в виде многочисленных сосудистых питательных отверстий.
Со стороны костномозгового канала кость покрыта эндостом.
Строение диафиза. Компактное вещество, образующее большую часть диафиза кости, состоит из костных пластинок, располагающихся в определенном порядке, образуя сложные образования – остеоны, или гаверсовы системы. В диафизе различают три слоя пластинок:
наружный слой общих пластинок (наружные генеральные пластинки)
средний, остеонный слой
внутренний слой общих пластинок (внутренние генеральные пластинки)
Наружные общие (генеральные) пластинки не образуют полных колец вокруг диафиза кости, перекрываются на поверхности следующими слоями пластинок. Внутренние общие пластинки хорошо развиты только там, где компактное вещество кости непосредственно граничит с костномозговой полостью. В тех же местах, где компактное вещество переходит в губчатое, его внутренние общие пластинки продолжаются в пластинки перекладин губчатого вещества. В наружных общих пластинках залегают уже названные прободающие каналы Фолькмана.
В среднем слое костные пластинки располагаются в остеонах.
Остеоны (гаверсовы системы) являются структурными единицами компактного вещества трубчатой кости. Остеон представлен концентрически размещенными 10-20 костными пластинами, которые выглядят как цилиндры разного диаметра, вложенные друг в друга и окружающие гаверсов канал, через который проходят нервы и кровеносные сосуды Зрелый остеон достигает около 1 см в длину Костные клетки как бы замурованы между пластинками в лакуны и соединяются с соседними клетками посредством длинных тончайших отростков. Отростки костных клеток, постепенно распространяясь по многочисленным канальцам, движутся по направлению к отросткам соседних остеоцитов и участвуют в межклеточные соединениях. Таким образом ими формируется пространственно ориентированная лакунарно-канальцевая система, принимающая непосредственное участие в различных метаболических процессах. Через канал остеона (гаверсов) проходят один или два сосуда микроциркуляторного русла, а также нервные волокна и лимфатические капилляры.
В диафизе длинной кости остеоны расположены преимущественно параллельно длинной оси. Каналы остеонов анастомозируют друг с другом, в местах анастомозов прилежащие к ним пластинки изменяют свое направление. Такие каналы называют прободающими, или питательными (каналы Фолькмана). Сосуды, расположенные в каналах остеонов, сообщаются друг с другом и с сосудами костного мозга и надкостницы, (что немаловажно для раскрытия вопроса о ВКД)
Эндост (endosteum) — тонкая оболочка, выстилающая кость со стороны костномозговой полости и трабекулы в губчатом веществе, а также гаверсовы каналы компактного вещества. Эндост присутствует на поверхности всех костных полостей. Толщина эндоста меньше, чем у периоста.
Между эндостом и периостом существует определенная микроциркуляция жидкости и минеральных веществ благодаря лакунарно-канальциевой системе костной ткани.
Губчатое вещество представляет собой пористое вещество, построенное из костных балок с ячейками между ними, по виду напоминающие губку. Тонкие костные перекладины (балки, трабекулы) губчатого вещества перекрещиваются между собой и образуют множество ячеек, т.е. расположены не беспорядочно, а в определенных направлениях, по которым кость испытывает нагрузки в виде сжатия и растяжения.
Линии, соответствующие ориентации костных балок получили название кривых сжатия и растяжения. Трубчатое и арочное строение кости обусловливает максимальную прочность при наибольшей легкости и наименьшей затрате костного материала. Строение каждой кости соответствует ее месту в организме и назначению, направлению силы тяги действующих на нее мышц.
Внутри кости, в костномозговой полости и ячейках губчатого вещества, находится красный костный мозг. В костном мозге разветвляются нервные волокна и сосуды.
Иннервация костной ткани и костного мозга
В связи с внедрением метода внутрикостных вливаний в клинику возник интерес к проблеме иннервации костной ткани и костного мозга к их связям с центральной нервной системой.
А. А. Отелин (1965) систематизировал имеющиеся сведения об иннервации всех костей скелета и установил, что кость и костный мозг являются мощным рецепторным полем, раздражение которого может вызвать заметные рефлекторные сдвиги в организме.
Это послужило основанием для применения внутрикостного метода с принципиально новой целью — для стимуляции дыхательного и сосудистого центров путем возбуждения внутрикостных рецепторов струей жидкости, вливаемой под давлением, при шоке и терминальных состояниях (Атясов Н.И, 1970). При этом происходят быстрое восполнение объема циркулирующей крови, повышение системного артериального давления, возбуждение сердечной мышцы и восстановление дыхания за счет рефлекторного компонента.
Раздражение рецепторного поля кости и костного мозга стимулирует сердечную и дыхательную системы при шоке и терминальных состояниях, однако болезненность при пункции и вливании лекарственных растворов, крови и кровезаменителей сдерживает внедрение указанного метода в практическую медицину. Как утверждает Г. А. Янковский (1982), при проколе надкостницы и компактного вещества возникает первичная острая боль, связанная с тактильным раздражением телец Фатера - Пачини, но дальнейшее продвижение иглы практически безболезненно.
Тельца Фатера-Пачини - рецепторы, реагирующими на вибрационные раздражители и давление.
Иное название этой разновидности клеточных структур - пластинчатые тельца. Это связано с морфологическими особенностями. Внешне эти структуры напоминают луковицу. Это связано со слоистым расположением соединительной ткани, окружающей нервные безмиелиновые окончания. Между слоями находится жидкость, по свойствам напоминающую ликвор. Формирование нервного импульса является результатом сжатия клетки, которое вызывает скольжение слоев капсулы тельца друг относительно друга. Это раздражение улавливается нервными окончаниями и передается по афферентным путям на нейроны 1 уровня.
Дальше при введении в кость любой жидкости под давлением всегда появляется чувство внутренней боли, интенсивность которой зависит от ее химического состава.
В связи с этим Н. И. Атясовым, российским хирургом, учёным, доктором медицинских наук, профессором, автором методик обезболивания путём введения лекарственных препаратов во внутрикостную ткань, был разработан (1959) метод безболезненных инфузий и трансфузий в кости конечностей, резко расширивший возможности использования внутрикостных вливании.
Он заключается в предварительном введении 5-15 мл 2% раствора новокаина с обязательным (до начала вливания) круговым сдавлением конечности резиновым бинтом выше и ниже иглы, введенной в кость.
Через 5-10 мин после в/к инъекции анестетика с наступлением местного обезболивания резиновый бинт снимается и сразу приступают к инфузии или трансфузии. После инфузии 200 - 250 мл вводимого раствора появляется локальная болезненность. В случае необходимости введения большего количества раствора, в/к местную анестезию можно повторить, не вынимая иглы, и продожить инфузию.
АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ВНУТРИКОСТНОГО ПРОСТРАНСТВА
Внутрикостное пространство часто называют неспадающейся веной. Шок и травма, как правило, являются причиной коллапса периферических вен, в то время как ВКП, окруженное костью, вне зависимости от состояния организма остается неотъемлемой действующей частью центрального кровообращения. В большинстве шоковых ситуаций кровоток ВКП является относительно постоянным. Артериальное давление (АД) ВКП составляет примерно 35/25 мм рт.ст. — треть системного АД.
Уникальная структура ВКП содержит тысячи мельчайших, неспадающихся, переплетенных между собой кровеносных сосудов и действует как губка, немедленно поглощая любую введенную жидкость, что позволяет быстро впитывать введенные растворы и лекарственные средства и транспортировать их в центральный кровоток, т.к. венозная сеть надкостницы и венозные пазухи губчатого слоя костей взаимно связаны анастомозами как между собой, так и со всей венозной системой нижней конечности, составляя с ней единое целое. Теоретически, внутрикостный доступ может быть осуществлен в любой крупной кости и современные устройства совместимы с любыми особенностями точек доступа, включая грудину. Так как кости несжимаемы, внутрикостное пространство останется раскрытым, даже у пациента в состоянии шока. Это обеспечивает готовый, возможный путь для инфузии препаратов или растворов в экстренной ситуации. Венозное сплетение длинных костей представляет собой дренируемую в центральное кровообращение систему, по скорости дренирования сравнимая с центральным венозным доступом с достаточной скоростью введения 1-3 литра/час через большеберцовый доступ или 5 л/час через доступ в плечевой кости. Из-за внутреннего давления внутрикостного пространства, инфузия не протекает эффективно только при действии одних сил гравитации и требует использования повышенного давления, например использования вакуумных мешков, шприцевого инфузионного насоса или ручного нагнетания.
Основной отток венозной крови из трубчатых костей происходит по мелким венам костного мозга, образующим сплетения, состоящие из множества мелких переплетающихся венозных стволов, в котором в большинстве случаев крупные сосуды отсутствуют. На уровне середины диафиза или в нижней его трети из сплетений возникает ствол питательной вены, v. nutricia, прилегающий к стенке костномозгового пространства. Вена не сразу покидает кость, а проходит довольно большой путь в костном мозге и только в верхней трети диафиза, пройдя через короткий канал, появляется на задней поверхности через питательное отверстие, где впадает в заднюю большеберцовую вену.
Меньшая часть крови оттекает по гаверсовым каналам и соединяющих их каналам Фолькмана в венозную сеть надкостницы и дальше в общий венозный кровоток.
… Анатомия - это одна из тех основ, которые должен знать будущий фельдшер, так как именно она является одной из фундаментальных наук и основой для дальнейшего обучения, удивительный и самый интересный раздел биологии, который раскрывает перед медицинскими работниками все их цели и намерения …
